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公開番号2025139877
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024038953
出願日2024-03-13
発明の名称整合回路及びプラズマ処理装置
出願人東京エレクトロン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H05H 1/46 20060101AFI20250919BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】プラズマ処理装置の整合回路において高周波電流が供給されているリレースイッチの閉状態から開状態への意図しない変化を抑制する技術を提供する。
【解決手段】開示される整合回路は、複数のリアクタンス要素及び複数のリレーを備える。複数のリアクタンス要素は、高周波電力のための供給ラインに接続されている。複数のリレーの各々は、対応のリアクタンス要素とグランドとの間で接続されたリレースイッチ及びリレーコイルを含む。複数のリレーの各々は、リレーコイルと対応のリアクタンス要素との間の寄生容量を介して流れる高周波電流を整流するように構成された少なくとも一つのダイオードと、少なくとも一つのダイオードによる整流により生成される電流に応じてリレーコイルに印加される直流電圧を発生するように構成された少なくとも一つのキャパシタと、を含む。
【選択図】図7

特許請求の範囲【請求項１】
プラズマ生成用の高周波電力のための供給ラインに接続された複数のリアクタンス要素と、
各々が前記複数のリアクタンス要素のうち対応のリアクタンス要素に接続された第１の接点とグランドに接続された第２の接点を有するリレースイッチ及びリレーコイルを含む複数のリレーと、
を備え、
前記複数のリレーの各々は、
前記リレーコイルに並列に接続されており、前記リレーコイルと前記対応のリアクタンス要素との間の寄生容量を介して流れる高周波電流を整流するように構成された少なくとも一つのダイオードと、
前記リレーコイルに並列に接続された少なくとも一つのキャパシタであり、前記少なくとも一つのダイオードによる前記高周波電流の整流により生成される電流に応じて前記リレーコイルに印加される直流電圧を発生するように構成された、該少なくとも一つのキャパシタと、
を含む、
整合回路。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記リレースイッチは、前記リレーコイルに印加される直流電圧が閾値電圧レベル以下の電圧レベルに低下すると閉状態から開状態に遷移する特性を有し、
前記少なくとも一つのキャパシタは、該少なくとも一つのキャパシタが発生する前記直流電圧が前記閾値電圧レベルよりも高い電圧レベルを有するように設定された静電容量を有する、
請求項１に記載の整合回路。
【請求項３】
前記複数のリレーの各々は、前記リレースイッチを閉状態に設定する場合に直流電圧信号を前記リレーコイルに印加するように構成された駆動回路を含む、請求項１に記載の整合回路。
【請求項４】
前記複数のリレーの各々は、前記駆動回路と前記リレーコイルとの間で接続されたチョークコイルを更に含む、請求項３に記載の整合回路。
【請求項５】
前記複数のリレーの各々において、前記リレーコイルは、高周波に対してグランドから浮遊するように設けられており、
前記駆動回路は、
１次コイル及び２次コイル有する変圧器と、
前記１次コイルに接続されており、前記１次コイルに高周波パルスを供給するように構成されたパルス発生器と、
前記少なくとも一つのダイオード及び前記少なくとも一つのキャパシタを含み、前記２次コイルと前記リレーコイルとの間で接続されており、前記直流電圧信号を生成するように構成された直流電圧生成回路と、
を含む、
請求項３に記載の整合回路。
【請求項６】
前記少なくとも一つのダイオードは、前記リレーコイルの一端に接続されたカソード及び前記リレーコイルの他端に接続された他端を有する第１のダイオードを含み、
前記直流電圧生成回路は、前記リレーコイルの前記一端及び前記第１のダイオードの前記カソードの各々に接続されたカソードと前記２次コイルの一端に接続されたアノードとを有する第２のダイオードを更に含む、
請求項５に記載の整合回路。
【請求項７】
前記少なくとも一つのキャパシタは、
前記リレーコイルの一端に接続された一端を有する第１のキャパシタと、
前記第１のキャパシタの他端及び前記２次コイルの一端の各々に接続された一端と前記リレーコイルの他端に接続された他端を有する第２のキャパシタと、
を含み、
前記少なくとも一つのダイオードは、
前記リレーコイルの前記他端及び前記第２のキャパシタの前記他端の各々に接続されたアノードと前記２次コイルの他端に接続されたカソードとを有する第１のダイオードと、
前記第１のダイオードの前記カソード及び前記２次コイルの前記他端の各々に接続されたアノードと前記リレーコイルの前記一端及び前記第１のキャパシタの前記一端に接続されたカソードとを有する第２のダイオードと、
を含む、
請求項５に記載の整合回路。
【請求項８】
前記供給ラインは、一定のインピーダンスを有する分布定数線路である伝送ラインとして構成されている、請求項１～７の何れか一項に記載の整合回路。
【請求項９】
前記供給ラインは、マイクロストリップラインである、請求項８に記載の整合回路。
【請求項１０】
直流電源に接続された共通抵抗と、
各々が前記共通抵抗と前記複数のリレーのうち対応するリレーの前記リレースイッチの前記第１の接点との間で接続された複数の抵抗と、
前記共通抵抗での電圧に基づき前記複数のリレーの故障を検知するように構成された検知器と、
を更に備える、請求項１～７の何れか一項に記載の整合回路。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示の例示的実施形態は、整合回路及びプラズマ処理装置に関するものである。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
基板に対するプラズマ処理においてプラズマ処理装置が用いられている。プラズマ処理装置は、チャンバ、高周波電源、及び整合器を備える。高周波電源は、チャンバ内でガスからプラズマを生成するように高周波電力を発生するように構成されている。整合器は、負荷のインピーダンスを高周波電源の出力インピーダンスに整合させるように構成されている。下記の特許文献１に記載されたプラズマ処理装置の整合器は、複数のコンデンサ及び複数のスイッチング素子を含み、複数のスイッチング素子の開又は閉の状態により整合器の可変容量を調整するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－７８４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、プラズマ処理装置の整合回路において高周波電流が供給されているリレースイッチの閉状態から開状態への意図しない変化を抑制する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一つの例示的実施形態において、整合回路が提供される。整合回路は、複数のリアクタンス要素及び複数のリレーを備える。複数のリアクタンス要素は、プラズマ生成用の高周波電力のための供給ラインに接続されている。複数のリレーの各々は、リレースイッチ及びリレーコイルを含む。リレースイッチは、第１の接点及び第２の接点を有する。リレースイッチの第１の接点は、複数のリアクタンス要素のうち対応のリアクタンス要素に接続されている。リレースイッチの第２の接点は、グランドに接続されている。複数のリレーの各々は、少なくとも一つのダイオード及び少なくとも一つのキャパシタを含む。少なくとも一つのダイオードは、リレーコイルに並列に接続されており、リレーコイルと対応のリアクタンス要素との間の寄生容量を介して流れる高周波電流を整流するように構成されている。少なくとも一つのキャパシタは、リレーコイルに並列に接続されている。少なくとも一つのキャパシタは、少なくとも一つのダイオードによる高周波電流の整流により生成される電流に応じてリレーコイルに印加される直流電圧を発生するように構成されている。
【発明の効果】
【０００６】
一つの例示的実施形態によれば、プラズマ処理装置の整合回路において高周波電流が供給されているリレースイッチの閉状態から開状態への意図しない変化を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を示す図である。
一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置の共振器における下部を示す図である。
一つの例示的実施形態に係る結合器を示す断面図である。
図３のＩＶ－ＩＶ線に沿ってとった断面図である。
図３のＶ－Ｖ線に沿ってとった断面図である。
一つの例示的実施形態に係る結合器に関連するアドミッタンスチャートである。
一つの例示的実施形態に係る整合回路を示す図である。
別の例示的実施形態に係るリレーを示す図である。
更に別の例示的実施形態に係るリレーを示す図である。
別の例示的実施形態に係る結合器を示す断面図である。
図１０のＸＩ－ＸＩ線に沿ってとった断面図である。
別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を示す図である。
更に別の例示的実施形態に係る結合器を示す断面図である。
図１３のＸＩＶ－ＸＩＶ線に沿ってとった断面図である。
更に別の例示的実施形態に係る結合器を示す断面図である。
図１５のＸＶＩ－ＸＶＩ線に沿ってとった断面図である。
更に別の例示的実施形態に係る結合器を示す断面図である。
図１７のＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩ線に沿ってとった断面図である。
更に別の例示的実施形態に係る結合器における複数のリレーそれぞれのリレースイッチの状態（開又は閉）とインダクタンスの関係を示す表である。
種々の例示的実施形態に係る結合器に採用可能な複数のリレーの故障検知のための構成の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して種々の例示的実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【０００９】
図１は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を示す図である。図１に示すプラズマ処理装置１は、チャンバ１０、基板支持部１２、導入部１６、共振器２０、高周波電源２４、及び結合器３０を備えている。
【００１０】
チャンバ１０は、その内部において処理空間１０ｓを提供している。プラズマ処理装置１では、基板Ｗは、処理空間１０ｓの中で処理される。チャンバ１０は、アルミニウムのような金属から形成されており、接地されている。チャンバ１０は、側壁１０ａを有しており、その上端において開口されている。チャンバ１０及び側壁１０ａは、略円筒形状を有し得る。処理空間１０ｓは、側壁１０ａの内側に提供されている。チャンバ１０、側壁１０ａ、及び処理空間１０ｓの各々の中心軸線は、軸線ＡＸである。チャンバ１０は、その表面に耐腐食性を有する膜を有していてもよい。耐腐食性を有する膜は、酸化イットリウム膜、酸化フッ化イットリウム膜、フッ化イットリウム膜、酸化イットリウム、又はフッ化イットリウム等を含むセラミック膜であり得る。
（【００１１】以降は省略されています）

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